Rodzaje oddychania: czym one są i ile ich jest

Oddychanie to proces biologiczny przeprowadzany przez wszystkie żywe istoty, które wykorzystują gazy jako energię. Ogólnie rzecz biorąc, oddychanie dostarcza tlen do komórek i usuwa wytwarzany w nich dwutlenek węgla.

Istnieją różne rodzaje oddychania w zależności od tego, jak żywe istoty pobierają tlen, w jaki sposób dociera on do komórek i jak komórka czerpie energię z tego tlenu.

Oddychanie zewnętrzne

Oddychanie zewnętrzne to wymiana gazów między zwierzętami a środowiskiem. Wszystkie zwierzęta, od robaków po ssaki, potrzebują mechanizmu, który zapewni im tlen do funkcjonowania.

Oddychanie zewnętrzne może być różnego rodzaju w zależności od narządów zaangażowanych w wychwytywanie tlenu ze środowiska.

Oddychanie płuc

Oddychanie płucne, zwane również wentylacją płucną, odnosi się do wlotu i wylotu powietrza przez drogi oddechowe do płuc. Występuje u wszystkich ssaków, takich jak ludzie i króliki, u ptaków, gadów i dorosłych płazów.

Płuca to narządy, w których tlen w powietrzu jest wymieniany na dwutlenek węgla wytwarzany przez metabolizm komórkowy.

Oddychanie płucne obejmuje dwa procesy: wdech i wydech. Inspiracja ma miejsce, gdy powietrze wchodzi i przechodzi przez nos, tchawicę i oskrzela, aż dotrze do płuc. Wydech ma miejsce, gdy dwutlenek węgla zawarty w płucach jest wydalany na zewnątrz.

Możesz być również zainteresowany zobaczeniem Oddychanie, inspiracja i wydech.

Oddychanie skóry

Oddychanie powłokowe lub skórne odbywa się przez warstwę powierzchniową otaczającą zwierzę, która staje się jego skórą. W ten sposób ropuchy, salamandry, rozgwiazdy i dżdżownice pobierają tlen.

Robaki mają sieci kapilarne pod powłoką, z których następuje wymiana gazów z przestrzeniami powietrznymi między cząstkami gleby.

U tych zwierząt ważne jest, aby przebywać w wilgotnych mieszkańcach, aby tlen z powietrza mógł przeniknąć do wnętrza ciała, podczas gdy dwutlenek węgla odchodzi.

Oddychanie dotchawicze

Oddychanie tchawicy odbywa się przez sieć rurek zwanych tchawicą, które otwierają się na powierzchni zwierzęcia. Nie należy go mylić z tchawicą układu oddechowego człowieka.

Tchawica jest otwierana na zewnątrz ciała przez przetchlinki, które zwykle mają jakieś urządzenie zamykające, aby zapobiec utracie wody.

Zwierzęta oddychające w ten sposób to owady, roztocza, pająki, kleszcze i stonogi.

Oddychanie gałęziowe

Oddychanie skrzelowe to sposób, w jaki ryby pobierają rozpuszczony w wodzie tlen i wydalają dwutlenek węgla. Dzieje się to w skrzelach, strukturze znajdującej się na głowie ryby. Krewetki, homary i inne skorupiaki również oddychają przez skrzela.

Kiedy ryba otwiera pysk, pokrywa skrzelowa otwiera się, wpuszczając wodę. Tlen z wody dyfunduje do naczyń włosowatych skrzeli, w tym samym czasie dwutlenek węgla dyfunduje z krwi do wody.

Larwy płazów i niektóre dorosłe płazy oddychają przez skrzela.

Oddychanie bimodalne

Oddychanie bimodalne to zdolność organizmu do jednoczesnej wymiany gazów z powietrza lub wody. Organizmy bimodalne, takie jak salamandry, kraby, pąkle, małże, małże i ryby dwudyszne, wykorzystują skrzela do oddychania wodą, a płuca do oddychania powietrzem.

Oddychanie bimodalne było kluczową adaptacją umożliwiającą przejście od życia wodnego do siedlisk lądowych.

Oddychanie wewnętrzne

Oddychanie wewnętrzne lub tkankowe to wymiana gazów zachodząca w organizmach. Proces ten zachodzi w organizmach wielokomórkowych i jest wytwarzany przez dyfuzję gazów przez ciecze między komórkami lub połączonych z cząsteczkami nośnika.

Tlen pozyskiwany w wyniku oddychania zewnętrznego jest transportowany wewnętrznie wraz ze związkami organicznymi zwanymi pigmentami oddechowymi. Te pigmenty zawierają miedź lub żelazo, które służą do wiązania tlenu. Cztery pigmenty układu oddechowego to: hemoglobina, hemocyjanina, hemerytryna i chlorokruoryna

Oddychania komórkowego

Oddychanie komórkowe to proces, w którym komórki pozyskują energię ze związków organicznych, takich jak glukoza. Komórki potrzebują energii do wykonywania swoich czynności. Energia ta jest magazynowana w cząsteczce znanej jako ATP lub trifosforan adenozyny.

Oddychanie komórkowe zachodzi zarówno w komórkach eukariotycznych, jak i prokariotycznych. W zależności od procesu produkcji ATP, oddychanie komórkowe może być tlenowe lub beztlenowe.

Oddychanie aerobowe

Jest to oddychanie komórkowe, w którym do metabolizmu cukru wykorzystywany jest tlen. Rezultatem jest woda, dwutlenek węgla i ATP. Zwierzęta i rośliny wykonują oddychanie tlenowe w mitochondriach. W komórkach prokariotycznych występuje w błonie komórkowej.

Jeśli w komórce jest tlen, glukoza może uwolnić znacznie większą ilość energii niż podczas oddychania komórkowego bez tlenu.

Oddychanie beztlenowe

W oddychaniu beztlenowym rozkład cukru następuje bez użycia tlenu. Jest to przydatne dla istot żyjących w środowiskach o niskiej zawartości tlenu lub gdy komórka wyczerpuje swój poziom tlenu i szybko potrzebuje ATP.

U ludzi i zwierząt glukoza jest przekształcana w kwas mlekowy. W drożdżach i roślinach glukoza jest przekształcana w etanol i dwutlenek węgla.

W przypadku niektórych bakterii lub archeonów wynik oddychania beztlenowego zależy od użytego związku. Na przykład, jeśli akceptorem jest siarczan, powstaje siarkowodór; jeśli akceptorem jest dwutlenek węgla, powstaje metan.

Możesz być również zainteresowany zobaczeniem Komórka zwierzęca i roślinna.

Oddychanie człowieka

Oddychanie zewnętrzne człowieka jest typu płucnego przez układ oddechowy, który odpowiada za wprowadzanie tlenu do płuc i wydalanie dwutlenku węgla.

Oddychanie wewnętrzne człowieka wspomagane jest przez układ krążenia i krew. Czerwone krwinki to komórki odpowiedzialne za transport tlenu wychwyconego w płucach i rozprowadzanie go we wszystkich tkankach. Uwalniając tlen, czerwone krwinki wychwytują dwutlenek węgla, aby uwolnić go w oddychaniu zewnętrznym.

Tlenowe oddychanie komórkowe dominuje u ludzi, gdzie glukoza wytwarza od 36 do 38 cząsteczek ATP w mitochondriach.

Czasami my, ludzie, musimy uciekać się do beztlenowego oddychania komórkowego w naszych mięśniach. Na przykład, gdy chcesz wykonywać forsowne ćwiczenia, takie jak podnoszenie ciężarów lub bardzo szybkie bieganie, oddychanie beztlenowe dostarcza ATP szybko i natychmiast. Działa to jednak tylko przez bardzo krótki czas, ponieważ w tym procesie gromadzi się kwas mlekowy.

Oddychanie w roślinach

Rośliny przeprowadzają również oddychanie, pochłaniając tlen z powietrza i uwalniając do środowiska dwutlenek węgla. W tym przypadku oddychanie byłoby odwrotnym procesem fotosyntezy. Dzięki temu mogą pozyskiwać energię, gdy światło słoneczne nie jest dostępne lub zimą.

Oddychanie w roślinach jest również ważne dla pozyskiwania z glukozy elementów budulcowych innych cząsteczek. Nasiona pozyskują również energię poprzez oddychanie, beztlenowe lub tlenowe w zależności od dostępności tlenu.

Tlen i dwutlenek węgla wchodzą lub opuszczają liście przez aparaty szparkowe. Struktury te tworzą pory na powierzchni odwrotnej strony liści.

Możesz być również zainteresowany zobaczeniem fotosynteza i oddychanie.

Bibliografia

A. Allot, D. Mindorff, J. Azcue. (2015) Biologia. Oxford University Press.

Mauseth, J.D. (2017) Botanika Wprowadzenie do biologii roślin. 6 wyd. Nauka Jonesa i Bartletta. Burlington, MA.

Miller, SA, Harley, J.P. (2001) Zoologia. wyd. McGraw-Hill.